Jak obliczyć kąt usypu

Kąt usypu to minimalny kąt, pod którym spiętrzony materiał sypki lub nieporęczny będzie stał bez spadania w dół. Jednym ze sposobów na zademonstrowanie tego byłoby wysypanie piasku z worka na ziemię. Istnieje minimalny kąt lub maksymalne nachylenie, które piasek utrzyma dzięki siłom grawitacji i efektowi tarcia między cząsteczkami piasku. Kąt ten oblicza się pomiędzy wierzchołkiem stosu a poziomym podłożem. Kąt usypu dla suchego piasku obliczono na 35 stopni, natomiast dla cementu kąt usypu wynosi 20 stopni.

• Kąt usypu to minimalny kąt, pod którym spiętrzony materiał sypki lub nieporęczny będzie stał bez spadania w dół.
  
• Istnieje minimalny kąt lub maksymalne nachylenie, które piasek utrzyma dzięki siłom grawitacji i efektowi tarcia między cząsteczkami piasku.

Wsyp suchy piasek do stosu na równej powierzchni, pozwalając mu budować stos od góry. To spowoduje, że kupka będzie miała stosunkowo okrągłą podstawę, co ułatwi pomiar.

Używając linijki i taśmy mierniczej, zmierz wysokość (h) kupki piasku od szczytu do ziemi. Ustaw linijkę obok kupki, tak aby można ją było łatwo odczytać. Ostrożnie wyciągamy taśmę mierniczą na wierzch kupki, nie naruszając jej, i pozwalamy, aby drugi koniec taśmy mierniczej przeciął linijkę. Utrzymując miarkę w poziomie, obserwuj miejsce przecięcia miarki z linijką. Zapisz wartość na papierze. (Przykład: h = 12 cali.)

Używając miarki, zmierz odległość poziomą (d) od środka stosu do jego krawędzi. Połóż taśmę mierniczą na ziemi obok stosu. Wyrównaj jeden koniec z jedną stroną stosu i przedłuż taśmę mierniczą do drugiego końca stosu. Zapisz wartość na kartce i podziel przez 2. Otrzymasz w ten sposób odległość od środka stosu do jego krawędzi. (Przykład: Całkowita odległość na taśmie mierniczej od jednego końca stosu do drugiego = 30 cali. Podziel przez 2, aby otrzymać 15 cali. d = 15 cali)

• Używając linijki i taśmy mierniczej, zmierz wysokość (h) kupki piasku od szczytu do ziemi.
  
• Używając taśmy mierniczej, zmierz odległość w poziomie (d) od środka kupki do krawędzi.

Równanie do obliczenia kąta usypu to: tan-1(2h/d). Używając kalkulatora naukowego, pomnóż wysokość ("h" obliczoną w kroku 2) przez 2 i podziel tę wartość przez odległość ("d" obliczoną w kroku 3). Następnie naciśnij klawisz "inverse tan" (lub tan-1) i wpisz obliczoną właśnie odpowiedź. W ten sposób otrzymamy kąt usypu, α.

Postaw kątomierz na równej powierzchni obok kupki piasku. Używając linijki, utwórz linię prostą od szczytu kupki piasku w dół zbocza. Odczytaj wartość kąta usypu (α) i zapisz wartość na papierze.

• Równanie do obliczania kąta usypu to: tan-1(2h/d).
  
• Odczytaj wartość kąta usypu (α) i zapisz wartość na papierze.

Porównaj obliczony kąt usypu z kroku 4 i zmierzony kąt usypu z kroku 5. Jeżeli wartości nie mieszczą się w granicach 1 stopnia, powtórz krok 5.

TIP

Większość kalkulatorów naukowych posiada klawisz "Inverse tan" (tan oznacza tangens) lub klawisz tan-1.

Ostrzeżenie

Woreczki z suchym piaskiem mogą być ciężkie (14kg-23kg). Zachowaj ostrożność podczas podnoszenia i przesypywania piasku w kroku 1.